隔离开关操作顺序探讨

经验人：马文成 马存良 孙润花

隔离开关操作顺序探讨

经验人：马文成 马存良 孙润花

变电站隔离开关操作顺序的合理性对发生误操作事故时停电范围、事故性质有着直接的影响，在实际倒闸操作中，遇到主接线不同、运行方式变化、防误闭锁装置缺陷、机构操作机械闭锁的不合理性，造成隔离开关操作顺序不能按相关技术规定严格执行，给安全管理工作埋下了隐患。文中通过分析问题并提出采取相应措施，提高了隔离开关操作的安全性和可靠性。

国家电网公司电力安全工作规程（变电部分） 5.3.6.1条规定：停电拉闸操作应按照断路器（开关） 一负荷侧隔离开关（刀闸）一电源侧隔离开关（刀闸）的顺序依次进行。送电合闸操作应按与上述相反的顺序进行，禁止带负荷拉合隔离开关。该条文释义为：先拉负荷侧隔离开关的目的是若断路器实际未断开，先拉负荷侧隔离开关，造成带负荷拉闸所引起的故障点在断路器的负荷侧，这样可由断路器保护动作切除故障， 把事故影响缩小在最小范围。反之，先拉母线侧隔离开关，电弧所引起的故障点是在母线侧范围，将导致母线停电，扩大事故范围，另外，负荷侧隔离开关损坏后的检修，比母线侧隔离开关损坏后的检修影响停电范围要小。即故障时，保护动作快、停电范围小、事故性质轻，一般应视母线为电源侧，只有当母线初充电时，才可做负荷侧。但实际执行中对于双侧电源线路隔离开关，主变中、低压侧隔离开关，母联隔离开关等在不同的主接线、运行方式及相关保护配置下，在隔离开关操作前，其两侧同为电源侧时，其操作顺序也会发生相应变化。由于操作人员技能水平的差异，以及对复杂运行方式下隔离开关操作顺序理解上的偏差，运维管理部门没有针对隔离开关操作顺序制定相关的执行细则，变电站防误闭锁装置缺陷以及设备固定的机械闭锁操作顺序等原因，使上述技术规定不能很好的贯彻执行，给安全管理工作埋下了隐患，针对此问题，下面以某110kV降压变电站主接线为例，通过分析存在的问题并提出改进措施。

存在的问题

运行方式及操作任务变化时操作顺序的不确定性

如图1所示：1111与1112同为电源线；1号、2号主变并列运行；35kVⅠ、Ⅱ母，10kVⅠ、Ⅱ母并列运行。正常时，1111电源线与1112电源线环网运行，此时，1111线路停电操作内容中，首先，按规定要确定电源侧和负荷侧，该方式中，1111电源线停电时1111丙隔离开关线路侧及1111甲隔离开关母线侧同为电源侧，即1111丙与1111甲隔离开关操作顺序为不确定性。同理，主变中、低压侧及母联回路的合环与解环操作均存在隔离开关操作顺序的不确定性。在实际执行中由于人员理解上的偏差，在无相关执行细则情况下，操作人员填写操作票时凭主观判断随意填写操作票，当发生争议时因无相关执行细则而各执一词，当发生误操作时因操作顺序的不合理造成事故范围扩大等严重后果。

防误闭锁装置操作逻辑固化的单一性不符合方式变化的要求

电气设备防误闭锁装置随设备同时投入运行，由于变电站改扩建等原因使主接线方式发生变化，而防误操作闭锁装置因闭锁逻辑的固化，以及其闭锁逻辑没有考虑运行方式的变化而做出相应变化，在后续的电气防误操作闭锁管理工作中没有重视此问题，变电站防误闭锁系统没有进行相应升级改造，造成操作闭锁逻辑固定单一，不能随运行方式的变化而执行相应的操作顺序，被动的操作顺序造成隔离开关操作顺序的不合理性。

机械闭锁操作顺序不满足操作任务变化的需要

对于10kV开关柜等室内设备，其在出厂时已将隔离开关的操作顺序实行机械闭锁，只有按照机械闭锁操作顺序才能进行操作，机械闭锁操作顺序一般按线路用开关柜设计，即先拉线路侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关，送电时顺序相反。该型开关柜用于主变低压侧时，因主接线、运行方式及操作任务的不同，其隔离开关操作顺序也会发生相应变化，但开关柜的机械闭锁操作顺序固定、单一方向性不能随之相应变化，发生误操作事故时会扩大停电范围，造成严重后果。

采取的措施

按实际运行方式及操作任务的变化确定操作顺序

双侧电源线路隔离开关操作顺序

隔离开关拉合环路电流的规定：电压在10kV及以下，且环路均衡电流不超过70A，并考虑回路阻抗及断口间压差，按照“等弧长”原则计算得出拉合的允许电压差，否则，会因拉合隔离开关引起的电弧形成相间短路故障，此规定在实际执行中因系统潮流变化、变压器参数不同等原因造成可操作性不强。图1中，1111电源线与1112电源线环网运行，当1111电源线路或断路器停电时，首先应考虑1111、1112线路保护，110kV母线保护动作情况，一般110kV线路都装设纵差、距离、零序等保护，110kV母线装设母差保护（或不装母差保护），而电流互感器一般装设在断路器与线路侧隔离开关间。若先拉1111甲隔离开关时发生带负荷误操作，此时，110kV母差保护快速动作（不装母差保护时1111与1112线路距离或零序保护动作），将110kV母线停电，造成全站停电事故，停电范围大、事故性质严重。先拉1111丙隔离开关时，若断路器实际未断开而发生带负荷拉隔离开关的误操作，此时，1111线路保护（纵差、距离或零序）动作，将线路两侧断路器断开，从而切除故障，此时，110kV母线不会停电，在处理故障时，只需将1111丙隔离开关转检修，停电范围小。因此，双侧电源线路的隔离开关，当线路或断路器停电时，应先拉线路侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关，送电时应按与上述相反的顺序进行。

图1中，1111电源线与1112电源线环网运行，当110kV母线停电，若先拉1111丙隔离开关时发生带负荷拉隔离开关误操作，此时保护动作情况如上，会造成1111线路停电， 1111丙隔离开关检修时1111线路也同时转检修状态，如果在此过程中1111线路两侧保护或断路器拒动时，越级后会造成本侧及对侧110kV母线停电事故，扩大了停电范围。当先拉1111甲隔离开关时发生误操作事故，此时，110kV母差保护动作（不装母差保护时1111与1112线路距离或零序保护动作）将110kV母线停电，停电范围仍为110kV母线范围内，1111甲隔离开关检修在110kV母线停电范围内，1111线路不会停电，这样，相对110kV母线计划停电任务来说，即使误操作，造成停电范围不会扩大，相对事故性质较轻。因此，多电源环路运行的母线停电时，应先拉母线侧隔离开关，后拉线路侧隔离开关，送电时，应按上述相反的顺序进行。

主变低（或中）压侧隔离开关操作顺序

操作前1号主变与2号主变并列运行。当1号主变需要停电，2号主变带10kV母线运行，先拉101甲隔离开关时若101断路器实际未断开，此时，101甲隔离开关拉开的是2台主变间的环路电流，其环路电流可能会因2台主变的参数不同而变的很大，即带负荷拉101甲隔离开关造成1号与2号主变低后备保护动作，延时依次跳开10kV母联100断路器和主变101断路器，造成10kVⅠ母停电，即扩大了停电范围，101甲隔离开关检修时10kVⅠ母也需转检修，主变低后备保护一般延时较长（约1.2S左右），在此期间，带负荷拉隔离开关引起的电弧会发展成相间短路故障，故障电流对两台主变的冲击也很大，严重时可能会引起变压器绕组变形等损坏变压器；若先拉101丙隔离开关时发生带负荷拉隔离开关误操作事故，此时，101丙隔离开关在1号主变差动保护范围内，1号主变差动保护无时限动作迅速断开主变三侧断路器，切除故障，在此过程中，故障电流存在时间短，对两台主变扰动小，且101丙隔离开关检修时10kVⅠ母无需停电，相对1号主变计划停电来说，停电范围小，影响较小。因此，并列运行的两台主变，当一台停电时，应先拉主变侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关。送电时，应按与上述相反的顺序进行。

图1 某变电站主接线图

图1中1号主变与2号主变并列运行，当101断路器需要停电，2号主变带10kV母线运行时，先拉101丙隔离开关时发生误操作事故，此时，1号主变差动保护动作，1号主变三侧断路器跳闸，造成1号主变停电，101丙隔离开关检修时，1号主变受累停电，即扩大了停电范围。当先拉101甲隔离开关时发生误操作事故，此时，1号主变低后备保护动作，依次断开100断路器、101断路器，造成10kVⅠ母停电，1号主变中压侧带35kV母线继续运行，相对来说，停电范围小，事故性质较轻。图1中，若1号、2号主变为二圈变压器，当1号主变停电时，先拉101丙隔离开关时发生误操作，此时，1号主变差动保护动作，迅速断开1号主变两侧断路器，1号主变停电，10kVⅠ母继续运行，相对停电范围小，当先拉101甲隔离开关时发生误操作，1号主变低后备保护动作依次延时跳开100断路器、101断路器，造成10kVⅠ母停电，相对停电范围扩大，事故性质严重，因此，并列运行的两台三圈主变，当低（或中）压侧断路器停电时，应先拉母线侧隔离开关，后拉主变侧隔离开关；并列运行的两台二圈主变，当一台主变或低压侧断路器停电时，应先拉主变侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关。

母联隔离开关操作顺序

图1中，10kV母联100断路器运行，1号、2号主变并列运行，当母联100断路器停电检修时，先拉100-Ⅰ隔离开关时若发生带负荷误操作，此时，可能因较大的环路电流引起触头间拉弧形成相间短路故障，故障电流使1号、2号主变低后备保护动作延时依次断开100断路器、101断路器，造成10kVⅠ母停电，10kVⅡ母继续运行；同理，先拉100-Ⅱ隔离开关时发生带负荷误操作，会造成10kVⅡ母停电，10kVⅠ母继续运行；因此，对于母联隔离开关环路运行时，拉合顺序应按照不同母线所带负荷性质确定，即带有不重要负荷或相应负荷较轻的线路所在母线侧母联隔离开关先拉，带有重要负荷或负荷较重的线路所在母线侧隔离开关后拉，这样即使发生误操作，相对停电性质较轻，损失较小，同理，对于变电站各侧母线分段隔离开关，双母线母联隔离开关均适应此条。

因此，不同的运行方式、操作任务及保护配置情况下，为确保操作顺序的合理性，拉合隔离开关的顺序也不尽相同，同理，不同的操作顺序下若发生误操作事故，造成的后果也不尽相同，所以，对于双侧电源隔离开关、变压器隔离开关、母联隔离开关的操作顺序，操作前不能明显的区分电源侧和负荷侧时，每个变电站应以现场实时运行方式、相关保护配置及负荷性质等来确定其操作顺序，并经设备运行管理部门批准执行，杜绝因人而异。

对防误操作闭锁装置进行改造升级

如上所述当运行方式变化时，隔离开关操作顺序也相应发生变化，此时，应对固定、单一的闭锁逻辑进行改造，即设定不同的运行方式下隔离开关的防误闭锁操作顺序也发生相应变化，通过选择实现。例如，当选择1111线路停电操作任务时，其隔离开关的操作闭锁逻辑自动切换至先拉1111丙、后拉1111甲，当选择110kV母线停电时，自动选择先拉1111甲、后拉1111丙。通过对防误操作闭锁装置改造升级实现隔离开关的操作顺序与操作任务关联，自动选择，灵活实现。

开关柜型隔离开关的操作机构机械闭锁装置进行技术改造

对操作顺序需相应变化的主变开关柜型隔离开关的机械闭锁装置进行相应的技术改造，使其能在各种变化的操作顺序下均能顺利操作。

加强对开关柜型隔离开关的选型管理

在变电站新建及改扩建工程中，对机构带有机械闭锁操作顺序的开关柜型隔离开关的选型应按照实际用途选择，当用于主变侧时，应根据需要选择无机械闭锁或机械闭锁能灵活切换的开关柜，其防误操作由微机防误闭锁装置按照实际操作顺序的变化来实现闭锁。因此，加强开关柜型隔离开关的选型管理，在设备招投标及订货时应特别提出相关要求，从源头上杜绝因设备选型不当造成后续工作的被动。

结语

针对隔离开关操作发生事故时，保护动作快、停电范围小、事故性质相对较轻的原则，对环网运行的电源线隔离开关、主变隔离开关、母联隔离开关的操作顺序，以110kV降压变电站为例，通过分析得出以下结论。

双侧电源线路隔离开关操作顺序

当线路停电时，应先拉线路侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关；当母线停电时，应先拉母线侧隔离开关，后拉线路侧隔离开关。送电时，应按与上述相反的顺序进行。

并列运行的三圈主变低（或中）压侧隔离开关操作顺序

当一台主变停电时，应先拉主变侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关；当主变低（或中）压侧断路器停电时，应先拉母线侧隔离开关，后拉主变侧隔离开关。送电时，应按与上述相反的顺序进行。

并列运行的二圈主变低压侧隔离开关操作顺序

当一台主变（或低压侧断路器）停电时，应先拉主变侧隔离开关，后拉母线侧隔离开关；送电时，应按与上述相反的顺序进行。

环路运行的母联隔离开关操作顺序

带有不重要负荷或相应负荷较轻的线路所在母线侧母联隔离开关先拉，带有重要负荷或负荷较重的线路所在的母线侧母联隔离开关后拉。

变电站隔离开关防误操作闭锁装置闭锁逻辑固定、单一，不能适应多种运行方式下隔离开关操作顺序的灵活性。

应通过改造升级，在不同运行方式下隔离开关的操作顺序能够按操作任务实现自动选择、灵活切换。

主变低（或中）压侧为开关柜型的隔离开关实行机械操作闭锁

对原有的隔离开关机械闭锁方式进行改造，新安装的应选用不带机械闭锁或机械闭锁能灵活切换的开关柜。

针对不同电压等级、主接线、运行方式及相关保护配置的情况下，各站应制定相应的隔离开关倒闸操作执行细则。

隔离开关操作顺序的合理性对发生误操作事故时停电范围、事故性质有着直接的影响，只有科学的制定并认真执行隔离开关操作的相关规定，才能确保电气设备运行的安全性和可靠性。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.23.037